一种半圆磁环绕线机及其工作过程的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种绕线机，具体公开一种半圆磁环绕线机及其工作过程。
【背景技术】
[0002]无极灯焚光灯是(PromiseLight)高频等离子体放电无极灯的简称，是综合应用光学、功率电子学、等离子体学、磁性材料学等领域最新科技成果研制开发出来的高新技术产品，是一种代表照明技术高光效、长寿命、高显色性未来发展方向的新型光源。无极灯属于第四代照明产品，无灯丝，无电极，是无电极气体放电荧光灯的简称。与节能灯、金卤灯、高压钠灯等传统光源相比，具有显著的优越性。电磁感应灯是综合应用光学、功率电子学、等离子体学、磁性材料学等领域最新科技成果研制开发出来的高新技术产品，是一种高光效、长寿命、高显色性，代表照明技术未来发展方向的新型光源。
[0003]无电极荧光灯系统是基于电磁感应的原理，使等离子体与电路磁力线耦合，利用套在灯管外面的一对铁芯在灯管内形成感应电流，而不像普通荧光灯一样，利用电极将外部的电能转化为灯内部工作所需要的能量。套在灯管外面的一对铁芯的作用犹如变压器的初级线圈，而闭合的灯管的作用犹如变压器的次级线圈。电子镇流器可根据需要，与灯管分开安装，距离为O—20米。在接通电源后，电子镇流器会产生>1.5MHz以上工作频率的交变电流，从而在放电区产生交流磁场。根据法拉第电磁感应定律，变化的磁场会在灯管内产生感应电流，从而使低压汞和惰性气体的混合蒸汽产生放电，辐射出253.7nm的紫外线，再通过焚光粉转化为可见光。
[0004]由于无极灯没有电极，灯管部分不存在与易损元件，整个系统的寿命主要取决于电子镇流器，所以这类灯的寿命非常长，可达到6万小时以上。特别适用于换灯困难且费用昂贵的场所以及对安全要求及高的重要场所。如隧道、交通复杂地带、地铁站、天花板很高的厂房、危险地域照明、大厅、运动场等。
[0005]高频发生器的电磁场以感应的方式耦合到灯内，使灯泡内的气体雪崩电离，形成等离子体。等离子受激原子返回基态时辐射出紫外线。灯泡内壁的荧光粉受到紫外线激发产生可见光。
[0006]在无电极荧光灯的器件中，有一种在半圆磁环上绕上线圈器件，为了保证无电极荧光灯的质量，线圈的数量和顺序都必须控制。以往，制造过程是手工操作，线圈的数量和顺序得不到保证，影响无电极荧光灯的质量。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于:为解决以上问题提供一种机半圆磁环绕线机及其工作过程，机械化操作，有效的保证磁环上的线圈质量和顺序，进一步保证无电极荧光灯的质量。
[0008]本发明所采用的技术方案是这样的:
一种半圆磁环绕线机，包括底座支架和固定在底座支架上的半圆磁环自转曲轴、限位摆杆、限位开关、磁环夹具、绕线机构、步进电机程序控制器、第一步进电机、第二步进电机和脚踏开关，所述半圆磁环自转曲轴两端通过轴承座固定于所述底座支架上，其一端通过同步传动带与所述第一步进电机连接，另一端设置所述限位摆杆以控制限位开关的工作状态;所述限位开关设置于半圆磁环自转曲轴下方，临近所述限位摆杆;在所述半圆磁环自转曲轴的中间部设置有磁环夹具;所述绕线机构与半圆磁环自转曲轴正交，其包括绕线轴和摆臂，所述绕线轴通过轴承及轴承座水平地安装在底座支架上，其一端为进线孔，另一端与所述摆臂通过铰链连接，中间部通过同步带轮与所述第二步进电机连接;所述步进电机程序控制器为双轴两相步进电机驱动器，控制所述第一步进电机和第二步进电机;所述脚踏开关用于控制执行绕线动作。
[0009]进一步地，所述半圆磁环自转曲轴，包括自转曲轴本体、被动同步传动轮、右轴架、左轴架，所述自转曲轴本体是由不锈钢管中段切割制作而成，其右端与右轴架同轴固定连接，左端与左轴架同轴固定连接。
[0010]进一步地，所述自转曲轴本体的轴心线和磁环夹具所夹持半圆磁环的轴心线重入口 O
[0011 ]进一步地，所述磁环夹具包括夹具本体和锁紧机构，所述夹具本体包括第一夹片和第二夹片，所述第一夹片一端为自由端，另一端设置有连接所述第二夹片的弯曲部;所述第二夹片一端为自由端，另一端通过销轴与所述弯曲部活动连接;所述锁紧机构包括螺杆、弹簧和螺帽，所述螺杆穿过所述第二夹片中间部与第一夹片固定连接;所述弹簧设置于螺杆上，位于所述第一夹片和第二夹片间;所述螺帽设置于螺杆上，位于所述第二夹片外侧。
[0012]进一步地，所述第一夹片和第二夹片相向内侧设置有缓冲垫。
[0013]进一步地，所述绕线机构，包括导线杆、上导线轮、导线架、绕线轴、下导线轮、调角铰链，所述导线架的一端与导线杆固定连接，另一端通过调角铰链与绕线轴成夹角Θ固定连接;上导线轮及下导线轮安装在导线架的轴心线上；线组前端经过绕线轴、下导线轮、上导线轮以及导线杆引出而线组后端与原线源相连接。
[0014]进一步地，所述步进电机程序控制器包括单片机和与之电连接的步进电机驱动器、指示灯、电源、启动开关、暂停开关、限位开关;所述第一步进电机和第二步进电机与步进电机驱动器实行电连接，单片机的相关输入端安装有启动开关、限位开关和暂停开关;所述启动开关为串联连接的脚踏开关和检测开关。
[0015]进一步地，所述检测开关设置于所述磁环夹具处。
[0016]上述一种半圆磁环绕线机的工作过程，所述控制系统工作过程，包括初始化状态、待机状态、工作状态，具体如下:
初始化状态:打开绕线机电源开关后，绕线机有一个初始化动作，其中第一步进电机转动，通过同步带传动拖动半圆磁环自转曲轴转动，当转动到限位摆杆碰触到限位开关后，步进电机反转拖动半圆磁环自转曲轴反转，初始化过程中指示灯状态为常亮状态，半圆磁环自转曲轴反转到一定位置停止，这个位置是半圆磁环夹放位置；
待机状态:初始化过程结束后绕线机进入待机状态，这时指示灯是在不停闪烁，等待装入半圆磁环；
工作状态:在待机情况下，踏下脚踏开关，两台步进电机分别开始转动，半圆磁环自转曲轴先要转动到绕线位置，然后绕线机构开始环绕半圆磁环转动，共转轴每转动一周，半圆磁环自转曲轴就要转动一点，在绕线的过程中可以按下暂停开关，这时绕线机暂停绕线，松开暂停开关后绕线机开始动作，直到半圆磁环绕线结束，绕线状态中指示灯常亮，绕线结束后指示灯闪烁，这样绕线机又进入了待机状态。
综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是:
本发明采用机械化操作对半圆磁环进行绕线，相对手工绕线效率高，能有效保证线圈质量和顺序，进一步保证无电极荧光灯的质量。
【附图说明】
[0017]图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明所述半圆磁环自转曲轴结构示意图；
图3为本发明所述磁环夹具结构示意图；
图4为本发明所述绕线机构结构示意图；
图5为本发明步进电机程序驱动器原理图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
[0019]如图1所示，一种半圆磁环绕线机，包括底座支架I和固定在底座支架I上的半圆磁环自转曲轴2、限位摆杆3、限位开关4、磁环夹具5、绕线机构6、步进电机程序控制器7、第一步进电机8、第二步进电机9和脚踏开关10，所述半圆磁环自转曲轴2两端通过轴承座固定于所述底座支架I上，其一端通过同步传动带与所述第一步进电机8连接，另一端设置所述限位摆杆3以控制限位开关4的工作状态;所述限位开关4设置于半圆磁环自转曲轴2下方，临近所述限位摆杆3;在所述半圆磁环自转曲轴2的中间部设置有磁环夹具5并且和半圆磁环自转曲轴2为一体式设计;所述绕线机构6与半圆磁环自转曲轴2正交，其包括绕线轴61和摆臂62，所述绕线轴61通过轴承及轴承座水平地安装在底座支架I上，其一端为进线孔，另一端与所述摆臂62通过铰链连接，中间部通过同步带轮与所述第二步进电机9连接；
所述步进电机程序控制器7为双轴两相步进电机驱动器，控制所述第一步进电机8和第二步进电机9，可实现步进电机的正反转控制，具有过热和过流保护功能，过热过流有红色LED灯报警，可以将单片机弱电脉冲信号放大为步进电机能够运动的脉冲信号;步进电机程序控制器7是基于STC89C52单片机，是整个绕线机核心部件，用来检测开关量信号和输出脉冲信号，检测到的开关信号有启动开关、暂停开关、限位开关4等开关等信号，在单片机内进行判断处理，输出步进电机脉冲信号和指示灯的指示信号，绕线机的每一步都是由单片机控制。
[0020]步进电机在绕线机中是至关重要的部件，绕线机用了两台步进电机，分别控制磁环自转曲轴2和绕线结构6的运动。步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的;可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
[0021]所述脚踏开关10用于控制执行绕线动作，是用脚来操作的部件，很大的一个优点就是增加手的空余时间，操作方便，在绕线机工作在待机状态下，磁环夹具5夹住磁环后，用脚踏下脚踏开关10后绕线机开始执行绕线动作。
[0022 ]如图2所示，所述半圆磁环自转曲轴2包括自转曲轴本体21、被动同步传动轮22、右轴架23